【正文】 4）設(shè)備露天布置有以下優(yōu)點：可以節(jié)約建筑面積，節(jié)省基建投資；可節(jié)約土地，減少土建施工工程量，加快基建進(jìn)度；有火災(zāi)爆炸危險性的設(shè)備，露天布置可降低廠房耐火等級，降低廠房造價；有利于化工生產(chǎn)的防火、防爆、防毒（對毒性較大或劇毒的化工生產(chǎn)除外）；對廠房的擴建、改建具有較大的。廠房的結(jié)構(gòu)形式是由工藝和建筑設(shè)計人員密切配合，全面考慮，進(jìn)行多種方案的比較確定的，由于各廠的地形不完全相同，因此廠房的形式也要與之相適應(yīng)。但有時由于廠房總長度較長，在總圖布置有困難時，為了適應(yīng)地形的要求或者生產(chǎn)的需要，也有采用L型或T型的，這些形式適用于較復(fù)雜的車間，此時應(yīng)充分考慮采光、通風(fēng)、交通和立面等各方面的因素。長方形廠房是比較常用的形式，一般適用于中小型車間。廠房的平面設(shè)計應(yīng)力求簡單，這會給設(shè)備布置帶來更多的可變性和靈活性，同時給建筑的定型化創(chuàng)造有利條件。車間布置主要是設(shè)備的布置，工藝人員首先確定設(shè)備布置的初步方案，對廠房建筑的大小、平立面結(jié)構(gòu)、跨度、層次、門窗、樓梯等以及與生產(chǎn)操作、設(shè)備安裝有關(guān)的平臺、預(yù)留孔等向土建專業(yè)提出設(shè)計要求，待廠房設(shè)計完成后，工藝人員再根據(jù)廠房建筑圖，對設(shè)備布置進(jìn)行修改和補充，最終的設(shè)備布置圖(施工圖)就作為設(shè)備安裝和管道安裝的依據(jù)。車間布置設(shè)計是以工藝為主導(dǎo)，并在其他專業(yè)的密切配合下完成的。車間布局直接影響到項目建設(shè)的投資，建設(shè)后的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)正常，設(shè)備維修和安全，以及各項經(jīng)濟指標(biāo)的完成。在施工圖設(shè)計階段，車間布置設(shè)計的主要成果是施工圖階段的車間平面的布置圖和立面布置圖。施工圖設(shè)計階段的車間布置設(shè)計師根據(jù)初步設(shè)計的審查意見，對初步設(shè)計進(jìn)行修改、完善和深化，其任務(wù)是確定設(shè)備管口、操作臺、支架及儀表等的空間位置；確定設(shè)備的安裝方案；確定與設(shè)備安裝有關(guān)的建筑和結(jié)構(gòu)尺寸；確定管道及電器儀表管線的走向等。在初步設(shè)計階段，車間布置設(shè)計的主要成果是初步設(shè)計階段的車間平面布置圖和立面布置圖。（1）初步設(shè)計階段的車間布置設(shè)計內(nèi)容及程序根據(jù)帶控制點的工藝流程圖、設(shè)備一覽表等基礎(chǔ)設(shè)計資料，以及物料出巡運輸、輔助生產(chǎn)和行政生活等要求，結(jié)合有關(guān)的設(shè)計規(guī)范和規(guī)定，進(jìn)行車間布置的初步設(shè)計。兩者是分別進(jìn)行的，但有時要綜合起來，故統(tǒng)稱布置設(shè)計。圖 76 壓縮機自控示意圖參考文獻(xiàn)第8章 車間及設(shè)備布置設(shè)計 設(shè)計依據(jù)《石油化工工藝裝置布置設(shè)計通則》，SH30112000《化工裝置設(shè)備布置設(shè)計規(guī)定》，HG/T205462009《石油化工管道布置設(shè)計通則》，SH30122000《石油化工企業(yè)廠區(qū)總平面布置設(shè)計規(guī)范》，SHT30532002《石油化工企業(yè)工藝裝置管徑選擇導(dǎo)則》，SHT30352007《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》，GB 501602008 設(shè)計范圍在完成初步設(shè)計工藝流程圖和設(shè)備選型之后，進(jìn)一步工作就是將各工段與設(shè)備按生產(chǎn)流程在空間上進(jìn)行組合、布置，并用管道將各工段和各設(shè)備連接起來。此控制方案較為成熟，并且簡單易行。壓縮機控制主要包括防喘振控制、吸入壓力控制、出口壓力控制、出口溫度控制。溶劑型壓縮機通常有活塞式、螺桿式水環(huán)式；速度型壓縮機通常有離心式、軸流式。流量測定和調(diào)節(jié)：工程上泵的出口側(cè)不允許有大的壓力降，并且通常是一泵多用，所以流量調(diào)節(jié)測定系統(tǒng)設(shè)在出口側(cè)；若機泵所在管線其他位置有調(diào)節(jié)閥，此時其出口不再設(shè)置調(diào)節(jié)閥；若工藝只要求測定流量，則只需設(shè)指示儀表，若要求穩(wěn)定或調(diào)節(jié)流量，則需與其他數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。機泵自控方案見圖75。雖然此方案會有一定機械能損失，但是對于連續(xù)性大規(guī)模生產(chǎn)工況條件下，各股流量基本保持恒定值，且較少存在控制閥門開度較小功率損失很大的情況。離心泵的流量控制常見方法有：控制泵的出口閥門開度；控制泵的轉(zhuǎn)速；控制泵的旁路調(diào)節(jié)等。圖 74 換熱器自控方案圖 容器的自控 對閃蒸罐和塔頂冷凝器主要控制其液位，防止物料溢出。（3）用冷卻劑的汽化壓力控制 在控制冷卻器液位的同時，再根據(jù)被控物料的溫度，改變液氨的汽化壓力，即調(diào)節(jié)汽化溫度，從而達(dá)到控制的目的。冷卻器的溫度控制方案（1）用冷卻劑的流量控制 通過改變流量調(diào)節(jié)物料汽化帶走的熱量從而達(dá)到控制物料溫度的目的。當(dāng)加熱蒸汽壓力有波動時可對蒸汽總管增設(shè)壓力定值控制系統(tǒng)或者采用溫度與蒸汽壓力的串級控制方案。加熱器的溫度控制方案化工過程中常用蒸汽冷凝來加熱物料，當(dāng)被加熱物料的出口溫度作為被控變量時，常采用以下兩種控制方案。此時可用一個三通分流調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)入換熱器的載熱體流量與旁路流量比例，實現(xiàn)換熱器出口溫度的控制。當(dāng)載熱體入口壓力波動較大，可以采用以被控物料溫度為主變量，以載熱體的流量（或壓力）為副變量的串級控制。載熱體流量控制方案這是一種用載熱體的流量作為操作變量的控制方案。精餾塔自控方案見圖72，73。本設(shè)計中精餾塔對塔底產(chǎn)品的純度要求較高，故均采用提餾段控制方案。精餾段的控制方案主要有：用精餾段塔板溫度控制餾出液，并保持釜液流量恒定。適用于釜液的純度要求較之餾出液高的情況。圖 71 反應(yīng)器自控方案圖 精餾塔的自控精餾塔操作中，可以選擇的操縱變量很多，尤其隨著生產(chǎn)的發(fā)展，精餾塔的操作要求越來越高，這些必須有更多、更高水平的自動控制方案來保證，但在制定控制方案時，不在于控制方案多么復(fù)雜，而在于制定出能滿足工藝要求的切實可行的控制方案。反應(yīng)器主要通過熔融鹽的進(jìn)料量和控制反應(yīng)器內(nèi)部溫度的方法，從而達(dá)到控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度的目的。根據(jù)上述原則，結(jié)合茂名地區(qū)自然條件和裝置的環(huán)境特征，應(yīng)盡量選用防火、防爆、防高溫、防雨淋、防腐、防噪音性能好的儀表。因此應(yīng)盡量選擇非接觸式的無阻塞隔膜式、電磁式及可清洗式傳感器；（5）盡量選用不用斷流拆卸和維護(hù)周期較長的儀表，方便維護(hù)管理；（6）易然易爆場合，嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，選擇具有防爆性能的產(chǎn)品；（7）為降低成本，在滿足生產(chǎn)方面的要求的前提下，優(yōu)先選用節(jié)能型產(chǎn)品。 生產(chǎn)安全保護(hù)生產(chǎn)安全保護(hù)是自動化控制的關(guān)鍵考慮因素，其主要要求有：（1）控制室位于安全區(qū)域，并考慮防火、防水、防塵、防雷等安全措施；（2）設(shè)置必要的緊急停車和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)（ESD）及報警系統(tǒng)；（3）安裝于爆炸危險區(qū)域內(nèi)的儀表符合防爆要求；（4）可燃或有毒氣體可能泄露和聚集的場合，設(shè)置可燃?xì)怏w或有毒氣體檢測報警器；（5）個主要裝置的儀表及系統(tǒng)由不間斷供電電源供電。設(shè)計過程中，要將被控對象與控制裝置有機的連接，使之成為一個整體，在達(dá)到良好控制效果的同時減少投資、節(jié)約能源、提高生產(chǎn)效率。一個控制方案的好壞不在于它的控制方案多么復(fù)雜多么現(xiàn)代化，而在于它是否能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品滿足工藝的需要，在于它是否能方便地服務(wù)于操作工人。一個好的控制方案，既依賴于理論分析和計算，還要借助于許多實際工程經(jīng)驗?？刂葡到y(tǒng)方案的設(shè)計時一項復(fù)雜的工作?？刂葡到y(tǒng)方案的設(shè)計時系統(tǒng)設(shè)計的核心。所需有效功率為：壓縮機的軸功率為一級氣缸排出的空氣溫度：壓縮機模擬數(shù)據(jù)如下：表 511 壓縮機ASPEN模擬匯總表級數(shù)溫度/℃壓力/kPa壓縮比軸功率/kw效率出口流量m3/h1 表522 鼓風(fēng)機型號表參數(shù)型號轉(zhuǎn)速r/min排風(fēng)量m3/h全壓Pa4728D14501582602000 各類設(shè)備規(guī)格表和設(shè)備一覽表匯總及小結(jié)參考文獻(xiàn)第6章 原材料、動力消耗定額及消耗量第7章 自動控制 典型設(shè)備自控方案概述在工業(yè)生產(chǎn)中，各種生產(chǎn)工藝過程都必須在規(guī)定的工況條件下進(jìn)行，如精餾塔的塔頂溫度或塔底溫度要保持在期望值，這些生產(chǎn)過程中的工藝變量，需要根據(jù)工藝要求嚴(yán)格控制，這需要應(yīng)用自動控制，并采取合理的控制方案。輸送介質(zhì)：空氣，溫度為160℃，壓力為1atm,。3）運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作可靠，因而它的運轉(zhuǎn)效率高，有平坦的性能曲線。選用用離心式壓縮機，其優(yōu)點是：1）流量大，功率大，利于節(jié)能。對于腐蝕性氣體，選擇抗腐蝕材料。由工藝要求選擇，確定進(jìn)出口壓力，計算總壓力比，得到壓縮機的級數(shù)。根據(jù)壓縮氣體的原理，壓縮機可分為“容積式”和“動力式”兩類。 泵選型結(jié)果以下對整個裝置的泵選型結(jié)果進(jìn)行了匯總，匯總結(jié)果見表510。３、可靠性要求高。又考慮到輸送的液體有以下要求：１、輸送介質(zhì)為輕烴水溶液，其蒸氣壓力高，對泵的抗汽蝕性能要求高。 泵的揚程由以上條件，管道中的流速為：雷諾系數(shù)為：根據(jù)柏拉修斯公式：以泵入口處為1截面，第一丙烯精餾塔入口處為2截面，列伯努利方程為： （339）其中∑Hf包括揚程阻力損失和局部阻力損失，∑Hf= （340）查得，截止閥ζ=，90176。管徑為203mm，管徑上有2個90176。 泵選型實例分析下面以第一預(yù)分塔進(jìn)料泵(P0202)為例，對泵的選型進(jìn)行說明。在一臺泵檢修時，另一臺泵仍然承擔(dān)生產(chǎn)。對于需要有50%的備用率大型泵，可改兩臺較小的泵工作。２、對于輸送粘度大于20mm2/s的液體泵(或密度大于1000kg/m3)，一定要把以水實驗泵性能曲線換算成該粘度(或者該密度)下的性能曲線，特別要對吸入性能和輸出功率進(jìn)行認(rèn)真計算或校核。１、泵型號確定后，對水泵或輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)近似于水的泵，需再到有關(guān)產(chǎn)品目錄或樣本上，根據(jù)該型號性能表或性能曲線進(jìn)行校核，看正常工作點是否落在該泵優(yōu)先工作區(qū)，有效NPSH是否大于(NPSH)。若揚程相差很小，就不用切割，若揚程相差很大，就按所需Q、H，根據(jù)其ns和切割公式，切割葉輪直徑。操作如下：利用泵特性曲線，在橫坐標(biāo)上找到所需流量值，在縱坐標(biāo)上找到所需揚程值，從兩值分別向上和向右引垂線或水平線，兩線交點正好落在特性曲線上，則該泵就是要選的泵，但是這種理想情況一般很少，通常會碰上下列兩種情況：交點在特性曲線上方，這說明流量滿足要求，但揚程不夠，此時，若揚程相差不多，或相差5%左右，仍可選用；若揚程相差很多，則選揚程較大的泵。根據(jù)流量的大小，確定選單吸泵還是雙吸泵；根據(jù)揚程高低，選單級泵還是多級泵，高轉(zhuǎn)速泵還是低轉(zhuǎn)速泵(空調(diào)泵)、多級泵效率比單級泵低，如選單級泵和多級泵同樣都能用時，首先考慮單級泵。根據(jù)液體介質(zhì)性質(zhì)，確定清水泵、熱水泵還是油泵、化工泵或耐腐蝕泵或雜質(zhì)泵，或者采用無堵塞泵。操作條件的內(nèi)容很多，如液體的操作T飽和蒸汽力P、吸入側(cè)壓力PS(絕壓)、排出側(cè)容器壓力PZ、海拔高度、環(huán)境溫度操作是周期的還是連續(xù)的、泵的位置是固定的還是可移動的。物理性質(zhì)有溫度、密度、粘度，介質(zhì)中固體顆粒直徑和氣體含量等，這涉及到系統(tǒng)的揚程，有效汽蝕余量計算和合適的泵的類型；化學(xué)性質(zhì)，主要指液體介質(zhì)的化學(xué)腐蝕性和毒性，是選用泵材料和選用哪一種軸封型式的重要依據(jù)。裝置系統(tǒng)所需的揚程是選泵的又一重要性的數(shù)據(jù)，一般要用放大5%10%余量后揚程來選型。流量是選泵的重要性能之一，它直接關(guān)系到整個裝置的生產(chǎn)能力和輸送能力。因此，除以下情況外，應(yīng)盡可能選用離心泵：1）有計量要求時，選用計量泵；2）揚程要求很高，流量很小且無適合小流量高揚程離心泵可選用時，可選用往復(fù)泵，如氣蝕要求不高時也可選用旋渦泵；3）揚程很低，流量很大時，可選用軸流泵和混流泵；4）介質(zhì)粘度較大(大于650~1000mm2/s)時，可考慮選用轉(zhuǎn)子泵或往復(fù)泵(齒輪泵、螺桿泵)；5）介質(zhì)含氣量75%，可選用旋渦泵；6）對啟動頻繁或者灌泵不便的場合，應(yīng)選用具有自吸性能的泵，如自吸式離心泵、自吸式旋渦泵、氣動(電動)隔膜泵。經(jīng)濟上要綜合考慮到設(shè)備費、運轉(zhuǎn)費、維修費和管理費，使經(jīng)濟成本最低。對輸送含固體顆粒介質(zhì)的泵，要求對流部件采用耐磨材料，必要時軸封，采用清潔液及時沖洗。對輸送易燃、易爆有毒或貴重介質(zhì)的泵，要求軸封可靠或采用無泄漏泵，如磁力驅(qū)動泵、隔膜泵、屏蔽泵。 泵選型的原則使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚程、壓力、溫度、氣蝕流量、吸程等工藝參數(shù)的要求。選擇材料Q235A，壁厚為6mm。5)苯酐儲罐設(shè)計在儲罐的停留時間t=6d，流量?? = ??3/?，儲罐的裝填系數(shù)Φ=。4)T103塔頂回流罐V103選型設(shè)計回流罐停留時間t = 5min，裝填系數(shù)? = ，流量???? = =。氣液分離器總高度H=HL+HG+2(h1+h2)=3)T102塔頂回流罐V103選型設(shè)計回流罐停留時間t = 5min，裝填系數(shù)? = ，流量???? = 儲罐的裝填系數(shù)Φ=。a) 分離器氣速浮動流速式中，浮動速度，m/s；系數(shù)，這里取液體直徑為200um，帶入得：因為容器內(nèi)氣體流速要低于浮動流速，所以取.b) 直徑計算分離器直徑由以下公式計算：帶人數(shù)據(jù)得，圓整后D=。2）閃蒸罐的選型通過 aspen ，溫度為44℃，； m3/h，；。則所需儲罐體積 ，操作溫度25℃，設(shè)計溫度40℃，屬于常溫常壓儲存，選立式固定頂儲罐，其尺寸為Φ13500mm，總高為12968mm標(biāo)準(zhǔn)號HG 。由物性手冊查的在350℃下各組分的粘度分別為:表 51 物流相關(guān)物性參數(shù)組分鄰二甲苯氮氣氧氣水苯酐順酐檸糠酐苯酞一氧化碳二氧化碳粘度/ 所以μ=105pa 取uo=，εb=，ρ=，帶入上述得：則，解得△P=%15%的反應(yīng)壓力（1atm）之間。7）床層壓降校核采用Ergun公式：式中，ΔPb——壓降，Pa； H——床層高度，m； uo——空床流速，m/s； dp——催化劑顆粒直徑，m； εb——床層空隙率； ρ——流體密度，kg/m3； Rem——修正雷諾數(shù)； μ——流體粘度，Pa5）防火層防火層的選擇厚度為 5